建筑鋼結構焊接論文

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建筑鋼結構焊接論文

　　建筑鋼結構焊接論文【1】

建筑鋼結構焊接論文

　　【摘要】本文作者結合焊接技術的重要性，主要闡述了高強鋼焊接、低溫焊接和厚鋼板焊接施工方面的主要工藝，供大家參考借鑒。

　　【關鍵詞】鋼結構;焊接;分析

　　隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，我國在鋼結構施工中，無論是技術手段還是施工材料，都取得了很大的突破，我國雖然早期在鐵結構方面有卓越的成就，但由于2000多年的封建制度的束縛，科學不發(fā)達，因此，長期停留于鐵制建筑物的水平。

　　直到19世紀末，我國才開始采用現(xiàn)代化鋼結構。

　　新中國成立后，鋼結構的應用有了很大的發(fā)展，不論在數(shù)量上或質量上都遠遠超過了過去。

　　在設計、制造和安裝等技術方面都達到了較高的水平，掌握了各種復雜建筑物的設計和施工技術，在全國各地已經(jīng)建造了許多規(guī)模巨大而且結構復雜的鋼結構廠房、大跨度鋼結構民用建筑及鐵路橋梁等。

　　隨著社會的進步和科學技術不斷創(chuàng)新，建筑鋼結構焊接方面的的工藝以及技術也在不斷的更新和完善，近些年新的焊接技術不斷的被創(chuàng)造和使用到工程施工中去，不僅為建筑鋼結構焊接施工帶來了更加簡單快捷的方法，而且實現(xiàn)了鋼結構技術在建筑領域的快速發(fā)展，以及鋼結構在建筑方面的質量保證，鋼結構的焊接水平提高起到了至關重要的作用。

　　本文主要結合實際操作過程，對鋼結構焊接工藝進行詳細的論述。

　　一、高強鋼焊接的施工工藝

　　1.焊接材料的選擇及匹配

　　(1)強匹配。

　　強節(jié)點弱桿件，即與母材規(guī)定的最低標準相比，焊接材料熔敷金屬在強度、韌性、塑性等方面要明顯高于標準;并且焊接接頭位置的各種基本的性能指標至少要與母材料規(guī)定的最低標準相匹配;

　　(2)焊縫的塑性。

　　在進行厚板焊接時，應該根據(jù)厚度效應后的強度來選擇適當?shù)暮覆模ǔ．敼?jié)點的拘束度比較大的時候，可以在1/4 板厚以后選擇強度稍低的焊材;

　　(3)滿足沖擊韌性的要求。

　　對焊材韌性的選擇是一項非常重要的工作，好韌性的焊材能夠使焊縫以及熱影響區(qū)的韌性滿足鋼結構的規(guī)定標準。

　　比如在焊接無裂紋鋼種的時候，可以選取低 H 或者超低 H 的焊接材料，同時在鋼板厚度低于50mm 或者溫度在0℃以上的時候，可以不對鋼結構進行預熱。

　　這一方法的明顯優(yōu)勢就是它的力學指標突出，尤其是在區(qū)強比的沖擊性能方面更顯優(yōu)越;

　　2.高強鋼焊接性能的評價方法

　　現(xiàn)階段，建筑施工主要采取的評價方法有：碳當量計算評定法;熱影響區(qū)最高硬度試驗評定法;插銷試驗臨界斷裂應力評定法

　　3.確定最低預熱溫度的常用方法

　　(1)通過裂紋實驗來進行控制，即通過進行斜 Y 坡口試樣抗裂方面的試驗對最低的預熱溫度進行確認;

　　(2)通過硬度控制預熱溫度，通常采用的方法是根據(jù)一定碳含量的鋼材，其不同板厚 T形接頭角焊縫熱影響區(qū)硬度達到 350HV 對應的冷卻速度(540℃時)，查表確定焊接線能量;

　　(3)根據(jù)裂紋敏感指數(shù)、板厚范圍、拘束度等級、熔敷金屬擴散氫含量確定最低預熱溫度;

　　(4)根據(jù)接頭熱輸入、冷卻時間和鋼材的特定曲線□確定最低預熱溫度;

　　4.對焊接質量的控制方法;

　　(1)對熱輸入以及冷卻速度進行控制。

　　此方法主要是通過對焊接時的電壓、電流以及焊接時的焊接速度和熔敷金屬在800℃～500℃區(qū)間內的冷卻時間的控制，進而完成焊接質量的控制;

　　(2)對焊縫中各種元素的質量百分比進行必要的控制，主要是指碳、硫、磷、氫、氧等。

　　為了達到這一目的，除了要選擇質量優(yōu)越的低氫焊接材料外，還要求操作人員擁有較好的操作手法，從而對熔池金屬進行很好的保護;

　　(3)應力與變形控制。

　　選用高能量密度、低熱輸入的焊接方法，如氣體保護焊;用小線能量，多層多道焊接;減小焊接坡口的角度和間隙，減少熔敷金屬填充量;采用對稱坡口，對稱、輪流施焊;長焊縫應分段退焊或多人同時施焊;用跳焊法避免變形和應力集中;

　　在進行高強鋼的焊接作業(yè)時，應從鋼材料自身的強化機理以及供貨時的所處特征出發(fā)，全面考察各項性能的指標要求，從而選擇適合的焊材以及評價焊接質量的試驗方法。

　　最后得到適合于生產(chǎn)的焊接工藝，起到相應的指導生產(chǎn)的要求。

　　在進行這一鋼材的焊接時，為了避免其產(chǎn)生冷裂現(xiàn)象，應該注意采取相應的措施。

　　同時為了出現(xiàn)接頭弱化的現(xiàn)象，焊接時應該對層間溫度以及焊接線能量進行較為嚴格的篩選和控制。

　　總的原則還是應該在較低的成本下，盡可能完成高質量的焊接任務。

　　二、低溫焊接時的施工工藝

　　1.焊接材料的選取

　　由于是在低溫環(huán)境中進行焊接作業(yè)，所以為了更好的完成焊接任務，應該盡量選取氫含量較低的焊接材料，并且對焊接材料進行必要的烘焙以及保溫措施。

　　2.焊接前的防護措施

　　為了達到盡量減少熱量的損失，可以在進行焊接作業(yè)的地方構建相應的保護房，從而形成相對密閉的空間。

　　如果條件不允許構建防護房，也可以采取其他一些措施來起到防護熱量損失的作用。

　　在進行一些氣體保護焊接操作時，氣瓶也要進行必要的保溫措施。

　　3.對焊接質量的控制

　　(1)預熱和層間溫度。

　　相比較于常溫條件下的焊接預熱，低溫焊接時的預熱溫度要稍高，并且需要預熱的區(qū)域范圍較大，通常情況下是焊接點周圍大于等于兩倍鋼厚度的范圍，并且這一范圍不小于 100mm。

　　焊接層的溫度通常要高于預熱溫度，或者是不低于相應規(guī)定中的最低溫度 20℃，二者之間取較高溫度者;

　　(2)采用合理的焊接方法。

　　盡量使用窄擺幅，多層多道焊，嚴格控制層間溫度;

　　(3)焊接后熱及保溫。

　　焊接后及時對焊接接頭進行后熱保溫處理。

　　利于擴散氫氣的逸出，防止因冷速過快而引起的冷裂紋，同時適當?shù)暮鬅釡囟冗€可以適當降低預熱溫度;

　　三、厚鋼板焊接技術

　　1.建筑鋼結構中厚鋼板得到最大的使用，大量鋼結構工程采用厚鋼板，促進了厚鋼板焊接技術的發(fā)展，同時也豐富了建筑用鋼的范圍。

　　2.厚鋼板焊接的關鍵是防止由于焊接而產(chǎn)生的裂紋和減少變形，應主要考慮以下幾點：

　　(1)選用合理的坡口形式。

　　如盡量選用雙 u 或 X 坡口，如果只能單面焊接，應在保證焊透的前提下，采用小角度、窄間隙坡口，以減小焊接收縮最、提高工作效率、降低焊接殘余應力;

　　(2)合理的預熱和層間溫度;

　　(3)后熱和保溫處理;

　　四、結束語

　　在建筑工程中，鋼結構的主要連接方式就通過焊接來完成，焊接技術在建筑工程中發(fā)揮著重要的作用。

　　隨著社會的進步和科學技術不斷創(chuàng)新，不論是在物理、化學、冶金，還是在電子、計算機等領域，新技術、新設備、新材料不斷被發(fā)現(xiàn)和使用，作為主要的鋼結構連接技術――焊接技術，在我國的建筑鋼結構建設過程中發(fā)揮著不可替代的作用。

　　根據(jù)相關的資料顯示，在建筑領域一半以上的鋼結構在使用前都需要進行必要的焊接處理加工，由此可見，為了實現(xiàn)鋼結構技術在建筑領域的快速發(fā)展，以及鋼結構在建筑方面的質量保證，不斷提高鋼結構的焊接水平就顯得尤為重要。

　　參考文獻：

　　[1] 姚晉勇.論鋼結構焊接現(xiàn)場施工工藝.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2007，17(13).

　　[2] 徐鵬毅.鋼結構焊接現(xiàn)場施工工藝探討.中國高新技術企業(yè)，2008(10).

　　[3] 景明勇;大跨度空間鋼管結構的設計分析和施工技術研究[D];清華大學;2006年

　　[4] 譚曉明.淺談鋼結構焊接安裝施工工藝.中華民居，2010(11).

　　建筑鋼結構的焊接方法【2】

　　摘要：鋼結構焊接的基本原則是安全可靠、傳力明確、構造簡單、制造方便和節(jié)約鋼材，接頭需要有足夠的強度，還要有適宜于施行連接手段的足夠空間。

　　本文對鋼結構的焊接方法進行簡要的分析。

　　關鍵詞：建筑;鋼結構;連接;方法

　　焊接就是通過一定的手段將板材或型鋼組合成構件，或將若干構件組合成整體結構，以保證其共同工作。

　　鋼材或鋼構件只有焊接起來，才能形成鋼結構。

　　鋼結構焊接的基本原則是安全可靠、傳力明確、構造簡單、制造方便和節(jié)約鋼材，接頭需要有足夠的強度，還要有適宜于施行連接手段的足夠空間。

　　1.焊縫連接

　　焊縫連接就是將鋼材連接處金屬加熱熔化，待冷卻后形成焊縫，將縫兩側鋼材連成一體，焊縫連接是目前鋼結構連接的主要方法。

　　1.1 常用焊接方法

　　1.1.1手工電弧焊手工電弧焊是最常用的一種焊接方法。

　　通電后，涂有藥皮的焊條和焊件之間產(chǎn)生電弧，其溫度可高達3000℃。

　　在高溫作用下，電弧周圍金屬熔化成液態(tài)，形成熔池。

　　同時，焊條中的焊絲熔化滴人熔池中，與焊件金屬溶液相互結合，冷卻后形成焊縫。

　　焊條藥皮在燃燒過程中產(chǎn)生氣體保護電弧和熔化金屬，并形成焊渣覆蓋于液態(tài)金屬表面，隔絕空氣中的氧、氮氣體，避免形成脆性化合物。

　　手工電弧焊的優(yōu)點在于設備簡單，操作靈活方便，適用于任何空間位置的焊接，特別適于焊接短焊縫。

　　其不足之處是生產(chǎn)效率低，勞動強度大，焊縫質量與焊工技術水平有關，且質量波動較大。

　　手工電弧焊常用的焊條分碳鋼焊條和合金鋼焊條兩種，牌號有E43型、ES0型和E55型，其中E表示焊條，兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強度的最小值(kgf/mm2)。

　　焊條的選用應與主體金屬(焊件鋼材)相匹配，一般情況下，對Q235鋼材采用E43型焊條，對Q345鋼材則采用ES0型焊條，對Q390、Q420鋼材采用E55型焊條。

　　當不同強度的兩種鋼材進行焊接時，宜采用與低強度鋼材相適應的焊條。

　　1.1.2 埋弧焊埋弧焊是電弧在焊劑層下燃燒的一種電弧焊方法，分自動埋弧焊和半自動埋弧焊兩種方式。

　　通電引弧后，由于電弧的作用，使埋于焊劑下的焊絲和附近的焊劑熔化，熔渣浮在熔化的焊縫金屬上面，使熔化金屬不與空氣接觸，并供給焊縫金屬所需要的合金元素，隨著電焊機的移動，顆粒狀的焊劑不斷由料斗漏下，電弧完全被埋在焊劑之內，同時焊絲邊熔化邊下降。

　　如果電焊機沿軌道按設定的速度自動移動，就稱為自動埋弧焊;如果電焊機的移動是由人工操作，則稱為半自動埋弧焊。

　　埋弧焊具有的優(yōu)點較多，概括起來為：工藝條件穩(wěn)定，與大氣隔離、保護效果好，電弧熱量集中;熔深大，焊縫的化學成分均勻;焊縫質量好，塑性和韌性較高;生產(chǎn)效率高。

　　但自動埋弧焊只適合于焊接較長的直線焊縫，手工埋弧焊可適合于焊接曲線焊縫。

　　埋弧焊采用的焊絲、焊劑要保證其熔敷金屬抗拉強度不低于相應手工焊條的數(shù)值。

　　Q235鋼焊件可采用H08、H08A、H08MnA等焊絲配合高錳、高硅型焊劑;Q345鋼和Q390鋼焊件可采用H08A、H08E焊絲配合高錳型焊劑，也可采用H08Mn、H08MnA焊絲配合中錳型和高錳型焊劑，或采用H10Mn2焊絲配合無錳型或低錳型焊劑。

　　1.1.3 氣體保護焊氣體保護焊，又稱氣電焊。

　　它是利用惰性氣體或二氧化碳(CO2)氣體作為保護介質的一種電弧熔焊方法。

　　該法依靠保護氣體在電弧周圍形成局部隔離區(qū)，以防止有害氣體的侵入，從而保持焊接過程的穩(wěn)定。

　　氣體保護焊的優(yōu)點是電弧熱量集中，焊接速度快，焊件熔深大，熱影響區(qū)較小，焊接變形較小;由于焊縫熔化區(qū)不產(chǎn)生焊渣，焊接過程中能清楚地看到焊縫成型的全過程;氣體保護焊所形成的焊縫強度比手工電弧焊高、塑性和抗腐蝕性較好，適用于全位置的焊接，特別適用于厚鋼板或厚度100mm以上的特厚鋼板的連接。

　　氣電焊的缺點是設備較復雜，不適于野外或有風的地方施焊。

　　1.2焊縫連接的主要優(yōu)缺點

　　焊縫連接不削弱構件截面，節(jié)約鋼材;構造簡單，加工方便;連接的剛度大，密封性能好;易于采用自動化作業(yè)。

　　焊縫附近的熱影響區(qū)內鋼材的力學性能發(fā)生變化，導致局部材質變脆;焊接殘余應力和殘余變形使構件的承載力受到不利影響;焊接結構對裂紋很敏感，一旦局部發(fā)生裂紋，就容易迅速擴展到整個截面，低溫冷脆現(xiàn)象較為突出。

　　2.焊接規(guī)范

　　焊接規(guī)范是指影響焊接質量和生產(chǎn)率的各個工藝參數(shù)的總稱。

　　其主要參數(shù)包括：焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊條或焊絲直徑等。

　　由于它直接影響著焊縫的熔深、寬度與高度，因此正確選擇焊接規(guī)范是保證焊縫質量的重要條件。

　　2.1焊接電流增大電流能提高生產(chǎn)率，增加熔深，適于焊厚板。

　　但電流過大易造成咬邊而影響成形質量;相反，電流過小也易造成夾渣及未焊透缺陷。

　　總之，焊接電流既不能太小，又不能過大，只有適當選擇才能保證焊接質量。

　　2.2電弧電壓電弧電壓主要影響焊縫的尺寸和形狀。